Asfaltos e Alcatroes
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INTRODUÇÃO
Os asfaltos e alcatrões são, sem dúvida, um dos mais antigos materiais
utilizados pelo homem. Escavações arqueológicas revelam o seu emprego em
épocas anteriores à nossa Era. No desenvolvimento da indústria da construção
civil, várias substâncias e materiais conquistaram espaço com o
aperfeiçoamento das técnicas e a criação de novas tecnologias. Os asfaltos e
alcatrões são alguns desses materiais e são utilizados principalmente nos
ramos de pavimentação e impermeabilização. A partir disso, entender sobre
esses produtos e suas propriedades é fundamental para o aperfeiçoamento
das tecnologias existentes e para o surgimento de novas, mais sustentáveis e
mais econômicas.
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O PETRÓLEO NA CONSTRUÇÃO CIVIL
O petróleo é relativamente abundando no planeta, e seu uso na
construção civil seria o esperado, visto que ele dá origem a substâncias
variadas, por ser um composto complexo e variado, o que permite uma
infinidade de transformações.
As principais aplicações dos derivados do petróleo na construção civil
hoje em dia são os plásticos, asfaltos e alcatrões.
A INDÚSTRIA PETROQUÍMICA
Foi desenvolvida em 1859 e é uma das maiores no mundo, trabalhando
com petróleo e seus derivados.
Inicialmente usado somente para queimar, em 1890 foi apresentado o
primeiro carro movido a um derivado do petróleo, a benzina. Mas o primeiro
carro a usar gasolina foi criado em 1893, e, com o crescimento da indústria do
automóvel, começou a grande procura do petróleo.
No início, em 1913, do petróleo, era retirado somente 10% do seu
volume de gasolina. Nos dias de hoje, pelo “craqueamento” ou quebra
catalítica, consegue se obter somente 50% de gasolina a cada barril de
petróleo.
Com esse percentual e sabendo o alto custo do petróleo, vem o
interesse do aproveitamento desses resíduos, logo se nota a expansão da
indústria petroquímica.
ORIGEM DOS PETRÓLEOS
Há duas teorias que procuram explicar a formação dos petróleos: a
orgânica e a inorgânica.
A teoria inorgânica pretende que a ação do vapor de água sobre os
carbonetos metálicos, no interior da terra, a grande temperatura e pressão,
forma o petróleo.
A teoria orgânica explica a formação dos petróleos como sendo um
produto de decomposição, ao abrigo do ar, mas sob grande calor e pressão, de
organismos vegetais e animais.
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Essa última teoria é a mais aceita. Segundo ela, o petróleo se origina de
restos orgânicos de animais e vegetais depositados no fundo de lagos e mares,
sofrendo transformações químicas ao longo de milhões de anos é uma
substância inflamável, possui estado físico oleoso e com densidade menor do
que a água.
Existem dois tipos de petróleos: os de base asfáltica e os de base
parafínica. Os de base asfáltica endurecem mais facilmente.
REFINO DO PETRÓLEO
Refinar o petróleo é transformá-lo em produtos úteis. Esse trabalho é
usualmente iniciado nas torres de separação (cracking), que se baseiam nos
princípios de destilação.
O óleo cru passa por fornalhas onde se sublima e é levado às torres de
“craqueamento”, onde se fraciona segundo os pontos de ebulição dos seus
componentes.
Os principais produtos gerados pelo refino do petróleo são: asfalto, óleo
diesel, nafta, óleo combustível, gasolina, querosene, querosene de aviação,
gás liquefeito de petróleo, óleos lubrificantes, ceras de parafinas e coque.
BETUME
O asfalto e o alcatrão são materiais betuminosos. Material betuminoso é
basicamente uma mistura de hidrocarbonetos pesados. Caracteriza-se
principalmente por uma força adesiva e por ser solúvel em sulfeto de carbono.
Esses materiais são aglomerantes que não necessitam de adição de
água, muito porque são hidrófugos, ou seja, repelem a água. Em geral, são
produtos baratos, quimicamente inertes em efeitos práticos e sensíveis à
variações de temperatura – fundem e solidificam facilmente.
O betume puro envelhece com facilidade e depois de velho torna-se
quebradiço. Apesar disso é muito utilizado em aplicações rodoviárias e na
indústria de tintas associado a outras substâncias.
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ASFALTO
O asfalto foi utilizado pela primeira vez na história da construção civil
como aglomerante em alvenarias. Geralmente apresenta-se com cor preta ou
parda escura, densidade em torno de 1 e cheiro de óleo queimado. Como é um
material termoplástico deve ser aquecido para ser usado. Basicamente o
asfalto é encontrado em dois tipos: natural ou pirogenado.
Os depósitos naturais de asfalto originam da impregnação de petróleo
em rochas próximas à superfícies. Nesses depósitos estão as rochas asfálticas
e os asfaltos naturais.
As rochas asfálticas são sedimentárias, geralmente de base calcária,
impregnadas com betume. Este é separado da rocha pelo aquecimento da
mistura. O que resta da rocha, em alguns casos, pode ser aproveitado como
piso.
Os asfaltos naturais são encontrados em verdadeiros lagos de betume,
seja na fase sólida ou na fase líquida. Eles são os preferidos no ramo da
construção, já que possuem maior estabilidade volátil que os asfaltos naturais.
O asfalto pirogenado ou de destilação é o tipo mais abundante e barato
disponível. Resulta de um processo chamado craqueamento, que separa
diferentes substâncias que compõem o petróleo através da destilação – a
medida que as substâncias vão atingindo seus respectivos pontos de ebulição,
elas vão se separando.
ALCATRÕES E DERIVADOS
O Alcatrão Bruto: Os alcatrões são materiais betuminosos que resultam
da condensação de matérias gasosas produzidas na destilação seca de
algumas substâncias orgânicas. Destilação seca é o aquecimento sem acesso
de ar, seguido de condensação.
As substâncias que dão alcatrão pela destilação seca são da hulha, a
madeira a turfa e etc. Mas só a hulha dá alcatrões em boas condições de uso
na construção: Melhor qualidade, mais barato e rendoso. Há muitas diferenças
entre os alcatrões, que dependem da matéria- prima, processo de destilação
etc.
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Hulha é uma das formas do carvão fóssil vulgarmente chamado de
carvão de pedra. Supõe-se que o carvão fóssil é o resultado da combustão, ao
abrigo do ar, sob fortes pressões, de florestas primitivas.
O carvão fóssil pode se apresentar sob uma das seguintes formas:
a) Turfa: é o carvão fóssil de formação mais recente. Tem muita umidade,
porque é higroscópico e poroso. Por isso é leve. Tem cor marrom ou negra. Em
muitos lugares, aflora á terra em grandes extensões e é usado para lareiras,
aquecimento etc.
b) Linhito: é um carvão de formação intermediária. Há diversas variedades:
linhito turfoso, xiloide, negro, betuminoso etc.
c) Hulha: é um carvão de formação mais antiga. Apresenta-se em massas
pretas compactas, muito duras, mais difícil de acender, porém com maior poder
calorífico.
d) Antracito: é carvão também antigo, porém com maior teor de carvão e
menos volátil que o anterior.
Há diversas outras maneiras de classificar os carvões. Salientamos a
classificação de Gruner, que inclui o tipo chamado carvão betuminoso. Nessa
classificação carvões betuminosos são os carvões gordos, ou seja, aqueles
que possuem um teor de matérias voláteis entre 18% e 40% e que fornecem
um resíduo muito poroso.
Coque é carvão transformado, e utilizado na fabricação do aço e para
outros fins. A coqueificação é a principal fonte dos alcatrões.
A obtenção do alcatrão de hulha é feita por dois processos:
a) Destilação destrutiva: na realidade, é o processo de obtenção do coque
siderúrgico, e o alcatrão é um subproduto.
b) Combustão Parcial: é o processo de obtenção do gás de iluminação, e
também aqui o alcatrão bruto é um subproduto.
No processo de destilação destrutiva, o carvão é levado a temperaturas
de ordem de 1200ºC, no interior de fornos de coqueificação, onde não há
acessos de ar. Então, a massa de carvão se plastifica e há reações químicas
entre os componentes e resultantes, com a destruição de alguns (daí o nome
do processo), formando-se o coque. Entrementes, já a 600-700ºC evapora-se o
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chamado alcatrão bruto, que depois é condensado por jatos de licor amoniacal
a 86ºC. Este licor amoniacal também é subproduto da coqueificação.
O alcatrão bruto resultante é um líquido preto, de composição completa.
É uma combinação de fenóis, cresóis, naftalina etc. Não é usado
diretamente na fabricação dos materiais de construção porque os seus voláteis
se desprendem a temperaturas ainda bastante baixas. Por isso, ele passa por
processos de transformação (purificação) que incluem a destilação da água,
refino e retificação.
Desse tratamento resultam:
a) Óleos leves: fenóis, óleos desinfetantes, etc.;
b) Óleos médios: naftalenos;
c) Óleos pesados: Antraceno, creosoto;
d) O alcatrão de destilação, que é o alcatrão usual;
e) O piche.
Os óleos leves separam-se a 170ºC, os médios, entre 170 e 270ºC, os
óleos pesados, entre 270 e 300º e o óleo antracênicos, entre 300 e 360ºC. As
temperaturas mais altas ainda separa-se o alcatrão de destilação, restando o
piche.
O alcatrão que usamos é o alcatrão de destilação. Os óleos obtidos na
purificação do alcatrão bruto são usados para diluir o alcatrão de destilação,
obtendo-se assim as diferentes viscosidades. É comum se moer o piche e
mistura-lo com os óleos antracênicos ou outros, e com o alcatrão de destilação
simples, para se obter o alcatrão composto, que é o melhor.
Do piche, que é o resíduo sólido de todo o processo, obtêm-se os breus
de hulha, ainda mais duros.
Neste processo, por tonelada de carvão fóssil, obtêm-se, em média,
700kg de coque, 300 m³ de gás combustível, 50 kg de alcatrão, 6 kg de benzol,
2,5 kg de amoníaco, e outras substâncias.
O alcatrão de hulha é composto de hidrocarbonetos aromáticos
(benzeno, tolueno, naftaleno, xilenos), compostos fenólicos (fenóis e cresóis) e
piche. Os alcatrões possuem sempre um teor elevado de carbono livre, o que
distingue dos asfaltos.
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O ALCATRÃO DE DESTILAÇÃO
Os alcatrões são substâncias semi-sólidas, de grande viscosidade, e
aparência semelhante ao asfalto, distingue-se principalmente pelo cheiro (o
alcatrão tem cheiro de óleo queimado) e pela maior plasticidade.
A TB-27 (NBR 7208/90) autoriza, para pavimentação, somente os
alcatrões destilados da hulha. Também em impermeabilizações eles têm a
preferência.
Os alcatrões diferenciam-se dos asfaltos principalmente por que:
a) Tem maior teor de constituintes leves, voláteis ou líquidos voláteis. Isso os
torna mais fluidos e mais plásticos.
b) Têm maior adesividade. Devido a maior finura, eles penetram mais nas
areias, pedregulhos e alvenarias, e por isso têm maior poder aglomerante.
c) No entanto, tem maior sensibilidade á temperatura. Os alcatrões amolecem
a temperaturas mais baixas que os asfaltos, quando já não são líquidos nas
temperaturas ambientes normais. Por isso são mais fáceis de aplicar e
penetram mais. Porém, seu uso fica comprometido, servindo apenas como
coadjuvante nas pavimentações e impermeabilizações asfálticas.
d) São mais resistentes ás intempéries, com envelhecimento mais demorado.
ASFALTOS OXIDADOS:
Os asfaltos oxidados são betumes asfálticos cujas características foram
modificadas pela passagem de ar através de sua massa exposta a elevadas
temperaturas. Este tratamento produz importantes alterações nas propriedades
do asfalto, sendo a mais importante, a diminuição de sua suscetibilidade
térmica, quer dizer, da tendência a modificar sua consistência pelo efeito da
temperatura. Quando se deseja usar um asfalto de ponto de amolecimento
muito alto que não seja quebradiço a baixas temperaturas, a solução é
encontrada geralmente, no emprego de asfaltos oxidados.
O uso de asfaltos oxidados em impermeabilizações é normalizado em
cada país segundo as condições do local em que será aplicado ou da
finalidade precípua a que se destine.
A Associação Brasileira de Normas Técnicas ABNT, através EB-635,
definiu três tipos de asfaltos oxidados destinados à execução de
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impermeabilizações na construção civil. Cada tipo se diferencia, basicamente
pela faixa de temperatura de amolecimento e índice de penetração, sendo que
cada tipo considerado, a temperatura mínima de amolecimento deve
corresponder ao valor máximo de penetração, e vice-versa.
Os asfaltos oxidados tipo I apresentam a temperatura de amolecimento
(anel e bola) de 60° C a 75° C e a penetração (25° C, 100 g, 5seg.) de 25 a 40.
São especialmente recomendados para impermeabilização de fundações.
Os asfaltos oxidados do tipo II apresentam a temperatura de
amolecimento de 75° a 95° C e a penetração de 20 a 35. Podem ser utilizados
em impermeabilizações de coberturas e fundações, dependendo das condições
climáticas e a critério do projetista.
Os asfaltos oxidados do tipo III apresentam a temperatura de
amolecimento de 95° a 105° C e a penetração de 15 a 25. São recomendados
exclusivamente para impermeabilização de coberturas.
Os processos convencionais de oxidação de asfaltos baseiam-se na
passagem de uma corrente de ar através da massa aquecida, o que impões
limitações nos tipos obtidos quanto à relação amolecimento/penetração.
De modo geral, quanto mais alta a temperatura de amolecimento, mais
duro será o asfalto, isto é, menor será seu índice de penetração. Da mesma
forma, quanto mais baixa a temperatura de amolecimento, mais dúctil será o
asfalto e mais alto será seu índice de penetração.
Fica evidente, portanto, que as condições de temperatura do local onde
o asfalto será aplicado determinarão suas características, levando a
padronização de tipos de acordo com a finalidade a que se destine.
O desenvolvimento do processo de oxidação catalítica não só permitiu a
redução do tempo de processamento como também possibilitou a
padronização de asfaltos com as características constantes, além das
especificações clássicas, com relações de amolecimento/penetração que
permitem a substituição dos tipos normalizados.
Praticamente quando se necessita de um asfalto que atenda a baixas
temperaturas sem se tornar quebradiço, isto é, que apresente um alto índice de
penetração e ductilidade, e que não apresente escorrimento a temperaturas
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mais altas, isto é, que apresente uma temperatura de amolecimento alta, torna-
se necessário recorrer-se a tipos especiais.
ASFALTOS DILUÍDOS
Os asfaltos comuns precisam ser aquecidos para serem aplicados. A fim
de facilitar a aplicação, desenvolveram-se processos de tratamentos que
permitissem aplicação a frio ou em temperaturas mais baixas em relação as
temperaturas de aplicação do CAP, resultando dois tipos de materiais: os
asfaltos diluídos e os hidrasfaltos.
Os asfaltos diluidos são obtidos por adição de um solvente aos CAP
(cimento asfáltico de petróleo). Resulta um material de menos viscosidade, o
que facilita a colocação, mas diminuído de poder aglutinante. A ABNT os divide
em três classes:
Cura Rápida – CR: (CAP+ fração leve, gasolina);
Cura Média – CM: (CAP+ fração média, querosene);
Cura Lenta – CL: (CAP+ fração pesada, óleo Diesel).
Neste caso, cura é o tempo que leva o solvente a evaporar, depois de
aplicado o asfalto diluído. A consistência do cimento asfáltico obtida após a
evaporação do solvente é próxima ao do cimento asfáltico originalmente
empregado na fabricação do asfalto diluído.
EMULSÕES ASFÁLTICAS OU HIDRASFALTOS
Emulsão é definida como uma mistura heterogênea de dois ou mais
líquidos, os quais normalmente não se dissolvem um no outro, mas, quando
são mantidos em suspensão por agitação ou, mais freqüentemente, por
pequenas quantidades de substâncias conhecidas como emulsificantes,
formam uma mistura estável.
A emulsão asfáltica ou hidrasfalto é outro artifício para que o asfalto seja
aplicado a frio, proporcionando ganhos de logística e redução de custos de
estocagem, aplicação e transporte. Como o asfalto comum não se emulsiona
naturalmente em água, utilizaram emulsificantes.
Na realidade, o que resulta é uma dispersão. Resulta o hidrasfalto,
composto de 50 a 70% de cimento asfáltico, 1% de emulsificantes e o restante
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de água. O hidrasfalto é liquido à temperatura ambiente, e com o tempo perde
a água, solidificando o asfalto.
As emulsões podem ser classificadas de acordo com o tipo de carga da
partícula ou quanto ao tempo de ruptura (tempo gasto para a água evaporar,
ao ar livre).
Quanto ao tempo de ruptura classificam-se em: rápida ( 40 min), média (até
2 hrs), lenta (até 4 hrs).
Quanto à carga da partícula classificam-se em catiônicas e aniônicas.
As emulsões aniônicas funcionam melhor com agregado de natureza
básica, calcários e dolomitas. As emulsões catiônicas funcionam bem com
qualquer tipo de agregado, mas principalmente com aqueles de natureza ácida,
que são os mais empregados: granitos, quartzitos etc. Além de apresentar
maior facilidade e flexibilidade de aplicação, e muito maior adesão as
superfícies.
PICHE E BREU
O piche é resultado da destilação do alcatrão bruto, que por sua vez vem
da destilação do carvão mineral. Ele também pode ser obtido dos asfaltos
impróprios para refino. Suas misturas contêm apenas de 11 a 17% do betume,
com muita argila, pedrisco e etc. Por essa razão apresenta qualidades bastante
inferiores ás dos alcatrões. É sólido a temperatura ordinária, e quando funde, o
faz desuniformemente , deixando muitos nódulos ou grãos no seu seio.
O piche pode ser ainda mais refinado, perdendo quase todo o seu
betume, e o resíduo é o breu, sólido a temperatura ordinária, porém de maior
dureza que os demais.
MISTURAS BETUMINOSAS
Os materiais betuminosos podem ser misturados entre si sem provocar
reação química apreciável. Aproveita-se isso para acentuar determinadas
propriedades de um material puro. Eles também podem ser misturados com
fíleres diversos (de calcário, carvão, granito, cinzas volantes, cimento-amianto,
fibra de vidro, plásticos, negro de fumo, etc.), dando as mais diversas pastas ou
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mastiques, com maior ou menor plasticidade, maior ou menor poder ligante,
maior ou menor resistência etc.
Juntando-se um pouco de alcatrão ao asfalto, tem-se maior aderência;
juntando-se um pouco de asfalto ao alcatrão, tem-se maior resistência a
temperatura. Fazendo-se pasta de material betuminoso com amianto, tem-se
maior resistência mecânica. Esses são exemplos de misturas vendidas no
mercado de construção, com os nomes e marcas mais diversas.
As misturas betuminosas podem ser:
- Misturas a Frio e a Quente: As misturas cuja temperatura de execução é
menor que 100ºC, são misturados a frio, sendo nessas utilizados asfaltos
diluídos ou emulsificados, e os agregados não são aquecidos para eliminar a
umidade. Uma mistura asfáltica a quente é a combinação dos agregados
aquecidos a uma temperatura relativamente alta e misturados com asfalto à
quente acima de 100ºC, esta ainda tem a vantagem de que logo depois de
compactada e fria, esta já pode ser submetida imediatamente ao tráfego.
FELTRO ASFÁLTICO
É um material de larga aplicação em impermeabilizações, que tem por
objetivo proteger as construções contra a ação danosa de fluídos, de vapores e
da umidade. Pois a ausência de impermeabilização gera o comprometimento
total das edificações.
Os feltros asfálticos são constituídos de algodão ou de papelão bastante
absorvente, embebidos com asfalto. Também chamados papelões asfálticos.
Indicado para isolamento contra a umidade em vigas de baldrame ou
fundações, lajes sem cobertura, entorno de piscinas, coberturas em telhas
convencionais (em que há necessidade de reparo), coberturas (substituindo
telhas), fixando-o com pregos e aglutinante asfáltico, em chapas de madeirite
ou compensado.
A NBR 9228:1986 especifica que os feltros asfálticos são classificados
em três tipos:
Tipo 250/13 que é utilizado para impermeabilizações comuns;
Tipo 350/20 utilizado em casos que necessite de média resistência;
Tipo 500/30 utilizado em casos que necessite de grande resistência;
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Obs.: O feltro asfáltico não deve apresentar desagregação, pontos sem
saturação, poeira, furos, rachaduras, bordas fissuradas, excesso de saturante
na superfície, que possam causar rasgamento ou danos do material quando o
desbobinamento do material for feito. Obtendo assim a perfeita funcionalidade
do feltro.
CARTÕES E PLACAS ASFÁLTICAS PRENSADAS
Produto fabricado a base de feltro asfáltico recoberto com pedrisco ou
pó de pedra, e prensado para dar maior resistência mecânica. Também pode
ser formadas pela impregnação, com asfalto, chapas de juta (fibra têxtil
vegetal), fibra de vidro ou metal.
Os cartões e placas asfálticas prensadas são aplicados na construção
civil, com a principal funcionalidade, que é a proteção impermeável.
Exemplo mais funcional na construção civil é em coberturas, substituindo
os telhados convencionais como de material cerâmico, alumínio, amianto, etc.
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A utilização em telhados se adéqua a todos os tipos de clima,
intempéries e estilos arquitetônicos, transformando o telhado em um importante
elemento de design.
E garantindo muitas vantagens em cima dos convencionais:
Estrutura que recebe o telhado mais leve 40% comparando-se, a que
utilizado em telhas convencionais;
Telha 70% mais leve, comparando-se com a telha feita de material
cerâmico;
O menor peso, acarreta menor custo de fundação e madeiramento do
telhado;
Melhor isolamento térmico e acústico do que as telhas convencionais;
Totalmente impermeável, mesmo sobre ação do vento;
Oferece excelente resistência mecânica a ação de cargas estáticas,
dinâmicas, de efeito normal ou cisalhante;
Exigem o mínimo de manutenção, pois dificilmente quebram ou encardem;
Extensa variação de cores, texturas, formas e tamanhos, permitindo grande
versatilidade e adaptação aos mais diversos projetos;
USO DE MATERIAIS ASFÁLTICOS EM PAVIMENTAÇÃO
Os materiais asfálticos são constituídos essencialmente de betumes. O
betume é um produto complexo, de natureza orgânica, de origem natural ou
pirogênica, composto de uma mistura de hidrocarbonetos freqüentemente
acompanhados de seus derivados não-metálicos.
A maior aplicação dos materiais betuminosos dentro da indústria da
construção civil está na pavimentação rodoviária.
Pavimento asfáltico é todo pavimento constituído por agregado
aglutinado por asfalto. O asfalto serve como aglomerante e para
impermeabilizar; o agregado dá a resistência mecânica.
Areia-asfalto é um pavimento asfáltico de baixo custo, feito só com areia
e asfalto, usada quando não há agregado graúdo.
O concreto asfáltico é pavimento asfáltico já com agregado graúdo. É o
melhor revestimento asfáltico, com grande estabilidade, resistência e
durabilidade.
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Solo-asfalto é mistura de asfalto com solo natural, para se obter
estabilização, semelhante ao solo-cimento, mas que não é apropriado para
tráfego.
Chama-se macadame ao processo inventado pelo engenheiro John Mac
Adam, que consiste em camadas sucessivas de agregados de diâmetro cada
vez menor. Sobre cada camada o terreno é molhado e comprimido fortemente.
Ao final, cobre-se tudo com um cimento adequado, que pode ser o asfalto.
Pode-se classificar os pavimentos em 3 tipos:
• Rígidos:placas de concreto de cimento Portland
• Semi-rígidos:revestido de camada asfáltica e com base estabilizada
quimicamente (cal, cimento)
• Flexíveis:revestido de camada asfáltica e com base de brita ou solo
Os materiais asfálticos são constituídos essencialmente de betumes. O
betume é um produto complexo, de natureza orgânica, de origem natural ou
pirogênica, composto de uma mistura de hidrocarbonetos freqüentemente
acompanhados de seus derivados não-metálicos.
Podem ser encontrados em estado natural (cimentos asfálticos nativos –
CAN) ou obtidos mediante processos de refinação do petróleo (asfaltos
residuais de petróleo CAP).
Os asfaltos são naturais quando o petróleo surge à superfície da crosta
terrestre em função de ações erosivas sobre a superfície terrestre e/ou
pressões geológicas no interior da crosta terrestre, posteriormente sofrendo a
ação do sol e do vento, que retiram os gases e os óleos leves, numa espécie
de destilação natural, resultando no material asfáltico como resíduo deste
processo. As principais jazidas de asfalto natural estão em Trinidad e Tobago
(Estado das Pequenas Antilhas) e na Venezuela.
Outra forma natural de ocorrência de material asfáltico é como “rochas
asfálticas”. São rochas sedimentares porosas que, naturalmente, se
apresentam impregnadas de asfalto sob ação de diversos agentes geológicos.
Citam-se, como principais exemplos deste tipo de ocorrência, os arenitos
e os calcários betuminosos, impregnados com cerca de 10% a 30% de resíduo
asfáltico.
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Os asfaltos residuais de petróleo, que constituem a maior parcela dos
materiais asfálticos atualmente utilizados na pavimentação, são subprodutos da
refinação de certos tipos de petróleo, de densidade elevada.
USO DE MATERIAIS ASFÁLTICOS EM IMPERMEABILIZAÇÕES
Como não poderia deixar de ser, é muito grande o emprego de materiais
betuminosos em impermeabilizações. Tanto os asfaltos, de qualquer tipo, como
seus produtos derivados, são aproveitados nas formas mais variadas.
As NB estabelecem para a impermeabilização, o uso de três tipos de
asfalto. O tipo I é para impermeabilização de fundações, seu ponto de
amolecimento deve ficar entre 60-75ºC, e o ponto de penetração em 25-40. O
tipo II é para uso em fundações ou coberturas, a critério; seu ponto de
amolecimento deve ficar entre 75-95ºC e a penetração entre 20-35. O tipo III é
exclusivo para impermeabilização de coberturas; seu ponto de amolecimento
fica entre 95-105ºC e a penetração, entre 15-25.
O hidrasfalto recomendado pelas NB para impermeabilização deve ter
um teor mínimo de asfalto de 40%, ponto de amolecimento mínimo a 60ºC.
Bastante comum, por ser eficiente e econômica, é a impermeabilização em
sanduíche de asfalto e feltro asfáltico. Mais econômica, porque com menos
mão-de-obra, é aquela feita com hidrasfalto em lugar do asfalto. Apresenta
mais plasticidade, embora a resistência mecânica seja menor. Em lugar do
papelão asfáltico também se usa véu de vidro ou, o que é muito melhor,
lâminas delgadas de cobre ou alumínio.
Como não poderia deixar de ser, é muito grande o emprego de materiais
betuminosos em impermeabilizações. Tanto os asfaltos, de qualquer tipo, como
seus produtos derivados, são aproveitados nas formas mais variadas.
Impermeabilizar é o ato de isolar e proteger os materiais de uma
edificação da passagem indesejável de líquidos e vapores, mantendo assim as
condições normais da construção.
Tem-se verificado com freqüência que a impermeabilização não
analisada com a devida importância por parte dos engenheiros, construtores,
arquitetos, projetistas e impermeabilizadores, tendo como conseqüência
infiltração de água num primeiro instante, seguido de uma série de
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conseqüências patológicas como corrosão de armaduras, eflorescência,
degradação do concreto e argamassa, empolamento e bolhas em tintas, curtos
circuitos, etc., gera altos custos de manutenção e recuperação.
O mundo da impermeabilização, se divide entre os produtos do sistema
rígido e do sistema flexível.
Os tipos de impermeabilização flexíveis são os adequados para
aplicação em marquises, sendo entre eles as mantas e membranas asfálticas.
As membranas asfálticas se destacam como um dos sistemas mais
antigos utilizados no processo de impermeabilização e ainda hoje tem uma
grande participação no mercado impermeabilizante.
Estas membranas são classificadas como sistema impermeabilizante
flexível moldados in-loco, ou seja, os produtos são aplicados em demãos
alternadas de forma que forme uma membrana sobre o substrato e geralmente
são utilizadas em impermeabilizações contra água de percolação, água de
condensação e umidade proveniente do solo. As membranas asfálticas são
regidas pela norma ABNT NBR 13724, que determina as características e
requisitos necessários para garantir o desempenho do sistema.
Tais sistemas podem ser classificados quanto a forma de aplicação, a
quente ou a frio. Membranas asfálticas moldadas a frio: São sistemas
asfálticos aplicados em forma de pintura (emulsão ou solução), com o produto
na temperatura ambiente, dispensando o uso de equipamentos de
aquecimento, e minimizando os riscos de queimaduras, etc.
As membranas aplicadas a frio são utilizadas na impermeabilização de
áreas como: pequena laje horizontal ou abobadada, banheiro, cozinha, área de
serviço, terraço, sacadas, etc.
A aplicação destas membranas é feita seguindo os procedimentos de
preparo da superfície (conforme ABNT NBR 9575).
Membranas asfálticas moldadas a quente: As membranas moldadas a
quente se caracterizam pela aplicação em alta temperatura dos produtos e
necessidade de utilização de equipamentos para derretê-los e aplicá-los. Estas
membranas são indicadas para a impermeabilização de áreas como: muro de
arrimo, cozinhas, áreas de serviço, lajes externas, piscinas, etc.
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A aplicação destas membranas é feita seguindo os procedimentos de
preparo da superfície (conforme ABNT NBR 9575).
Manta Asfáltica é um impermeabilizante pré-fabricado à base de asfalto
modificado com polímeros estruturada com não-tecido de poliéster pré-
estabilizado, ou filme de polietileno de alta densidade. A Manta Asfáltica é
bastante eficiente em altas temperaturas. O produto atende a norma NBR 9952
- Tipos I, II, III ou IV.
Impermeabilização de laje, terraço, piso, baldrame, banheiro, cozinha,
área de serviço, sacada, floreira, muro de arrimo, calha, viga-calha, tanque,
túnel, barragem, piscina, reservatório, canal de irrigação, açude, tanque de
piscicultura, lagoa de acúmulo, talude, encosta em superfície de concreto ou
diretamente sobre o solo.
Observações
Os impermeabilizantes de base asfáltica têm uma grande variedade de
aplicações, entretanto devem ser observados alguns pontos antes de
especificar tais sistemas.
Nenhum sistema impermeabilizante de base asfáltica deve ser indicado
para áreas sujeitas a pressões negativas. Outro ponto a ser observado é que
os produtos impermeabilizantes de origem asfáltica devem ser protegidos da
exposição às intempéries e do tráfego, portanto deve ser executada uma
proteção mecânica sobre as membranas como forma de preservar a vida útil
do sistema.
TÉCNICAS DE IMPERMEABILIZAÇÃO
Alguns princípios devem ser seguidos antes da escolha do produto:
• Uma impermeabilização não dará resistência à estrutura. Em caso de
aparecimento de fissuras na estrutura, a argamassa também fissurará,
devendo esta ser preenchida com um selante elástico (de base poliuretano) e
não com argamassa (material rígido), evitando o aparecimento de novas
fissuras.
• Em uma obra nova assegure o melhor concreto possível (qualificação da
base). No reparo das áreas „brocadas‟, retire todo o material solto até alcançar
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a superfície resistente, preenchendo-as com material compatível com as
características da base (resistência e aderência);
• Tratamento das tubulações passantes (interface com a base)
• Tenha certeza de que a estrutura foi concebida para o que se destina
(armazenamento de água);
• Não há substituto para uma boa mão-de-obra. O cuidado e a observação
constante das instruções de serviço são indispensáveis para qualquer obra de
qualidade;
• Não há métodos / produto multifuncionais para resolver todos os problemas.
Determine o melhor e mais econômico, dependendo das condições da obra;
• Concreto com consumo mínimo de cimento de 350Kg / m³ e A/C não
superior a 0,5 e argamassa de cimento e areia lavada, sem adição de cal.
No caso de estruturas antigas, importante seguir as recomendações
abaixo:
Verificar o problema
Aonde surge a permeabilidade
Quais foram os motivos da permeabilidade
Escolher o material correto
Selecionar bons profissionais
Testar o sistema executado
É importante uma análise cuidadosa sobre a área a ser
impermeabilizada para se conhecer exatamente o tratamento a ser indicado e o
produto mais indicado para resolver os problemas.
ESCOLHA DOS SISTEMAS DE IMPERMEABILIZAÇÃO
As impermeabilizações podem ser rígidas (argamassas) ou flexíveis
(pinturas e antas).
A escolha do Sistema de Impermeabilização mais adequado para uma
dada construção varia com:
Forma da estrutura;
Pressão da água e sua direção;
Insolação e variação de temperatura;
Tipo de área a ser impermeabilizada (lajes, subsolos, piscinas etc.);
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Custos.
PRINCIPAIS PROPRIEDADES DOS MATERIAIS BETUMINOSOS
O betume é sólido em temperaturas inferiores a 10°C, viscoso daí até os
50°, quando então funde. Arde com chama longa e fumo espesso. Seu peso
específico varia entre 1 e 1,2 kg/dm³, ou seja, densidade quase igual à da
água.
O asfalto varia conforme o teor de betume e origem da rocha
impregnada. Pode-se até determinar a origem de um asfalto pelo exame da
areia e argila que lhe vêm misturadas; em peso, essa matéria inerte pode
chegar até a 50% do total. Sua consistência pode ir desde os bastante fluidos
até os duros, que são os piches. Em geral, quanto mais duros, mais
quebradiços serão.
Na realidade, asfaltos e alcatrões são inúmeros materiais diferentes com
propriedades comuns, e sempre com certo teor de betume; não são sempre os
mesmos materiais.
As propriedades que influem na escolha dos materiais betuminosos são
a dureza, ponto de amolecimento, viscosidade, ductibilidade, densidade e
ponto de fulgor.
Dureza: Essa propriedade é tão importante para os asfaltos que as normas
se servem dela para classificá-los. A dureza é medida pelo índice de
penetração, de acordo com o MB-107.
Por este processo uma agulha-padrão(diâmetro de 1 a 1,2 mm, mas
com ponta) é colocada sobre uma amostra do material, na temperatura de 25°,
durante 5 segundos. A carga que atua é de 100g. O aparelho de ensaio tem
semelhança com o de Vicat. A medida da penetração da agulha em décimos
de milímetros dá o índice de penetração. A norma recomenda também ensaios
a 0°C, com 200g, durante 60 segundos, e a 1°C, com 50g, durante 5 segundos.
O método detalha bastante a maneira de se preparar a amostra, a fim de
se obter uniformidade.
Ponto de Amolecimento: Como os asfaltos amolecem a temperaturas
relativamente baixas, há grande interesse em conhecer esse ponto, tanto para
a utilização como para o preparo. A temperatura de amolecimento para os
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asfaltos CAN e CAP deve situar-se entre 36 e 62°C, conforme a classe e o tipo.
O ponto de amolecimento acompanha a progressão da dureza.
O ensaio é padronizado pelo MB-164 – Ponto de amolecimento de
materiais betuminosos pelo método de anel e bola.
A amostra é fundida e colocada em um molde que consiste em um anel
de latão com diâmetro interno de 15,9 mm. Esse anel é depois suspenso no
interior de um recipiente com etileno glicol, água destilada ou glicerina. Esse
material é escolhido em função da temperatura a ser alcançada. Sob o anel é
colocado um suporte apropriado. Sobre a amostra é colocada uma bola de aço
pesando entre 3,45 e 3,55g, com diâmetro de 3/8 de polegada. O conjunto
então é aquecido, fazendo com que a amostra amoleça dentro do anel e ceda
ao peso da bola. Com isso ela penetra até a base do suporte, que dista de 25,4
mm (1 polegada) do anel. Ponto de amolecimento é a temperatura do conjunto
quando a bola chega à base.
Viscosidade: Chama-se viscosidade à resistência oposta por um fluido à
deformação, sob ação de uma força.
O ensaio é feito pelo viscosímetro de Saybolt-Furol. É o tempo, em
segundos, para que 60cm³ de amostra passem através de um orifício-padrão.
Quanto maior o tempo, mais próxima do sólido estará. Deve ser
indicado, na viscosidade Saybolt-Furol, a temperatura do ensaio. Não é um
método muito preciso.
Ductibilidade: A ductibilidade, nos asfaltos, é um bom índice com relação ao
fissuramento. O ensaio é feito para se conhecer quanto o material pode se
dilatar sem fissurar.
O MB-167 recomenda provetes de forma padronizada (forma de 8), com
a seção mínima, no centro, de 1cm². O provete é imerso em água a 25°C, e
tracionado a uma velocidade determinada, para se ver quantos centímetros se
estende antes de romper.
Densidade: A densidade dos asfaltos e alcatrões varia de 0,9 a 1,4, mas a
maioria fica entre 1 e 1,1. É determinada pelo processo da ASTM, a 25°/25°C,
isto é, tanto o material em ensaio como a água em que é imerso durante a
operação devem estar a 25°C.
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A medição da densidade serve para aquilatar a uniformidade do material
e também seu teor de impurezas.
Ponto de Fulgor: É importante para o manuseio dos materiais betuminosos,
porque em temperaturas acima dessa há o perigo do material inflamar-se.
O ponto de fulgor é a temperatura na qual, durante o aquecimento, os
vapores desprendidos se inflamam ao contato com uma chama, mesmo que
seja temporariamente. O MB-50 preconiza o processo do vaso aberto
Cleveland, mas os americanos preferem o sistema do vaso aberto Tag.
Em princípio, o método Cleveland se resume em colocar a amostra em
uma cuba de ensaio, e depois aquecê-la aos poucos. Sobre a amostra, então,
passa-se, a intervalos determinados, uma pequena chama, até haver lampejos
provocados pela inflamação dos vapores da amostra.
OUTRAS PROPRIEDADES E ENSAIOS
Além dos citados anteriormente, há outros atributos que interessam.
É o caso da evaporação dos materiais voláteis. A evaporação é um
fenômeno superficial, mas que, com o tempo, se transforma em total, por efeito
de equilíbrio de conjunto. Toda via, em alguns casos, a evaporação superficial
cria uma capa dura que resiste à evaporação interna.
O ensaio de solubilidade, em bissulfeto de carbono e tetracloreto de
carbono, dá a quantidade de betume puro(ou betume total) existente na
amostra.
Os ensaios de destilação, de teor de água e de cinzas são outros
ensaios usados para esses materiais.
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REFERÊNCIAS
http://etg.ufmg.br/~jisela/pagina/materiais%20betuminosos.pdf
http://euroripi.no.comunidades.net/index.php?pagina=1394253590
http://mantaasfaltica.tripod.com/
http://pt.wikipedia.org/wiki/Asfalto
http://www.britacal.com.br/site/?p=detalhe_produto&id=12
http://www.dtt.ufpr.br/Pavimentacao/Notas/mod4MateriaisBetuminosos.pdf
http://www.estradas.com.br/
http://www.ibisp.org.br/?pagid=vrevista_techne&id=17
http://www.manutencaoesuprimentos.com.br/conteudo/3509-uso-do-asfalto-
oxidado-na-construcao-civil/
http://www.texbarra.com.br/fichas/asfalto.htm
http://www.transportes.ufba.br/Arquivos/ENG216/CAP6.pdf
http://www.ufrgs.br/petengcivil/Arquivos/Materiais/aula1-Introducao.pdf
www.dtt.ufpr.br/Pavimentacao/Notas/mod4MateriaisBetuminosos.pdf